RU50736U1

RU50736U1 - CELLULAR SYSTEM AND ITS NODES

Info

Publication number: RU50736U1
Application number: RU2005123826/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Алексеевич Громаков
Original assignee: Юрий Алексеевич Громаков
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2006-01-20

Abstract

Полезная модель относится к области радиосвязи и может быть использована для построения систем сотовой связи. Для расширения зоны покрытия сети связи при одновременном увеличении канальной емкости системы сотовой связи без увеличения числа базовых станций система сотовой связи содержит подсистему коммутации и подсистему базовых станций, в которую введены К групп линейных ретрансляторов с переносом канальной емкости системы, а в состав базовой станции введен блок ретрансляции радиоканалов системы сотовой связи.The utility model relates to the field of radio communications and can be used to build cellular communication systems. To expand the coverage area of the communication network while increasing the channel capacity of the cellular communication system without increasing the number of base stations, the cellular communication system includes a switching subsystem and a subsystem of base stations, into which K groups of linear repeaters with transfer of the channel capacity of the system are introduced, and a unit is included in the base station relaying radio channels of a cellular communication system.

Description

Полезная модель относится к области радиосвязи и может быть использована для построения систем сотовой связи, а также других беспроводных систем мобильной и фиксированной связи, преимущественно для организации связи в малонаселенной местности и вдоль транспортных магистралей.The utility model relates to the field of radio communications and can be used to build cellular communication systems, as well as other wireless systems of mobile and fixed communications, mainly for organizing communications in sparsely populated areas and along transport highways.

Известна система сотовой связи, например, GSM, в состав радиоподсистемы которой, называемой также «подсистемой базовых станций» - BSS (Base Station Subsystem), входят базовые станции BTS (Base Transceiver Station), мобильные станции MS (Mobile Station) и контроллеры базовых станций BSC (Base Station Controller). Пространственно распределенные базовые станции формируют зону покрытия и обеспечивают прием и передачу сообщений от мобильных станций MS и к ним. Базовые станции соединяются с контроллером базовых станций через соответствующие беспроводные, кабельные или другие линии связи через некоторые стандартные интерфейсы. В GSM этот интерфейс обозначается как A-bis интерфейс (см., например, Asha Mehrotra. GSM System Engineering. Artech House, Inc., 1997, 450 p., а также Закиров З.Г. и др., Сотовая связь стандарта GSM, Эко-трендз, М., 2004, стр.9).A well-known cellular communication system, for example, GSM, whose radio subsystem, also called the “Base Station Subsystem”, includes BTS (Base Transceiver Station), MS (Mobile Station) and base station controllers BSC (Base Station Controller). Spatially distributed base stations form a coverage area and provide reception and transmission of messages from and to mobile stations MS. Base stations are connected to the base station controller via appropriate wireless, cable or other communication lines through some standard interfaces. In GSM, this interface is referred to as A-bis interface (see, for example, Asha Mehrotra. GSM System Engineering. Artech House, Inc., 1997, 450 p., As well as Zakirov Z.G. et al., Cellular communication of the GSM standard , Eco-Trends, M., 2004, p. 9).

В состав базовой станции входят приемопередающие и антенные модули, которые осуществляют приемопередачу сообщений в полосе рабочих частот, и цифровой блок распределения и коммутации DXU (Distribution Switch Unit), обеспечивающий системный интерфейс каждой BTS с BSC посредством кросс-коммутации цифровых потоков транспортной сети (Е1) и отдельных временных интервалов (тайм-слотов), управление и взаимодействие со всеми другими составными частями базовой станции, в частности с контроллерами приемопередатчиков.The base station includes transceiver and antenna modules that transmit and receive messages in the operating frequency band, and a digital distribution and switching unit DXU (Distribution Switch Unit), which provides the system interface of each BTS with BSC through cross-switching of digital streams of the transport network (E1) and individual time intervals (time slots), control and interaction with all other components of the base station, in particular with the transceiver controllers.

По технической сущности наиболее близкой к предлагаемому первому техническому решению является система сотовой связи, By technical nature, the closest to the proposed first technical solution is a cellular communication system,

содержащая взаимосвязанные между собой подсистему коммутации и подсистему базовых станций (радиоподсистему), которая включает в себя Q базовых станций, где Q - целое число, контроллер базовых станций и мобильные станции, связанные по радиоканалам рабочих частот системы сотовой связи с соответствующими базовыми станциями, при этом каждая базовая станция включает в себя последовательно связанные антенно-фидерный модуль рабочих частот, модуль цифровых приемопередатчиков рабочих частот и цифровой блок распределения и коммутации сообщений, первый вход-выход которого является первым входом-выходом базовой станции для подключения через соответствующую линию связи к контроллеру базовых станций (см. Ю.А.Громаков «Стандарты и системы подвижной связи», Эко-Трендз, 2000, 239 с.).containing interconnected switching subsystem and base station subsystem (radio subsystem), which includes Q base stations, where Q is an integer, a base station controller and mobile stations connected via radio channels of the operating frequencies of the cellular communication system to the corresponding base stations, while each base station includes a series-connected antenna-feeder module of working frequencies, a module of digital transceivers of working frequencies and a digital block for the distribution and switching of messages , the first input-output of which is the first input-output of the base station for connecting through the appropriate communication line to the base station controller (see Yu.A. Gromakov “Standards and Mobile Communication Systems”, Eco-Trends, 2000, 239 pp.).

Однако практическая реализация известной системы связана с рядом недостатков:However, the practical implementation of the known system is associated with a number of disadvantages:

Во-первых, размещение базовой станции осуществляется, как правило, в арендуемых помещениях зданий или в погоднозащищенных контейнерах, размещаемых вне здания, плата за аренду помещений составляет десятки млн. долларов США в год. При этом соединение приемопередатчиков базовой станции с антеннами, размещенными на башнях и мачтах, обеспечивается через дорогостоящие коаксиальные кабели, эффективность соединения снижается из-за вносимого кабелем затухания сигналов при приеме и передаче. При стандартном значении мощности передатчика базовой станции 20 Вт (например, BTS Motorola), высоте мачты 70-80 м (вносимое кабелем затухания составляет ~ 3 дБ), на вход антенны поступает сигнал мощностью не более 10 Вт, что сокращает радиус соты на 20%. Кроме того, при приеме сигналов ослабление принимаемого сигнала кабелем на 3 дБ приводит к сокращению дальности связи между мобильной станцией и базовой станцией также до 20%.Firstly, the placement of the base station is carried out, as a rule, in rented premises of buildings or in weatherproof containers placed outside the building, the rent for premises is tens of millions of US dollars per year. Moreover, the connection of base station transceivers with antennas located on towers and masts is provided through expensive coaxial cables, the connection efficiency is reduced due to the attenuation of the signals introduced by the cable during reception and transmission. With a standard transmitter power of the base station of 20 W (for example, BTS Motorola), a mast height of 70-80 m (introduced by the attenuation cable is ~ 3 dB), a signal with a power of not more than 10 W is received at the antenna input, which reduces the cell radius by 20% . In addition, when receiving signals, attenuation of the received signal by a cable by 3 dB leads to a reduction in the communication range between the mobile station and the base station by up to 20%.

Во-вторых, применение РРЛ (радиорелейных линий) для соединения BTS и BSC требует установки на антенной башне соответствующего Secondly, the use of RRL (radio relay lines) for connecting BTS and BSC requires the installation of an appropriate antenna tower

оборудования и приемопередающих антенн. Типовые технические требования к антенной башне предусматривают размещение двух типов оборудования и антенн РРЛ. С учетом фидерных кабелей РРЛ, антенн сотовой связи и кабелей электропитания общая полезная нагрузка на башню может превышать 800 кГ, что определяет соответствующие высокие требования к конструкции башни базовой станции.equipment and transceiver antennas. Typical technical requirements for an antenna tower include the placement of two types of equipment and RRL antennas. Taking into account RRL feeder cables, cellular antennas and power cables, the total payload on the tower can exceed 800 kg, which determines the corresponding high requirements for the design of the tower of the base station.

По технической сущности наиболее близкой ко второму техническому решению является базовая станция для систем сотовой связи, содержащая последовательно связанные антенно-фидерный модуль рабочих частот, модуль цифровых приемопередатчиков рабочих частот и цифровой блок распределения и коммутации сообщений, первый вход-выход которого является первым входом - выходом базовой станции для подключения к контроллеру (см. З.Г.Закиров и др., Сотовая связь стандарта GSM, Эко-Трендз, М., 2004 г., стр.85-90).In terms of technical nature, the closest to the second technical solution is a base station for cellular communication systems, containing a series-connected antenna-feeder module of operating frequencies, a module of digital transceivers of operating frequencies and a digital message distribution and switching unit, the first input-output of which is the first input - output base station for connection to the controller (see Z.G. Zakirov et al., Cellular communication of the GSM standard, Eco-Trends, M., 2004, pp. 85-90).

Однако известная базовая станция не обеспечивает расширения канальной емкости системы, так как содержит только приемопередатчики рабочих частот и в ней отсутствует устройство, обеспечивающее передачу дополнительной канальной емкости на частотах ретрансляции.However, the known base station does not provide expansion of the channel capacity of the system, since it contains only transceivers of operating frequencies and there is no device that provides the transmission of additional channel capacity at relay frequencies.

По технической сущности наиболее близким к третьему техническому решению является ретранслятор сигналов базовых станций, который используется для расширения зоны радиопокрытия в существующих системах мобильной связи, включая GSM: полосные и канальные, а также с переносом спектра частот, например, 900 МГц ↔ 1800 МГц (см., например, A.A.Kurochkin. Alternative RF Plannig Solutions for Coverage Deficiency, Bechtel Telecommunications Technical Journal, December 2002, pp.37-47).By technical nature, the closest to the third technical solution is the base station signal repeater, which is used to expand the coverage area in existing mobile communication systems, including GSM: band and channel, as well as with the transfer of the frequency spectrum, for example, 900 MHz ↔ 1800 MHz (see ., for example, AAKurochkin. Alternative RF Plannig Solutions for Coverage Deficiency, Bechtel Telecommunications Technical Journal, December 2002, pp. 37-47).

Однако известное устройство обеспечивает только лишь расширение зоны покрытия, но при этом «отнимает» часть канальной емкости у той базовой станции, сигналы которой ретранслируются. То есть эти However, the known device provides only the expansion of the coverage area, but at the same time “takes away” part of the channel capacity from the base station whose signals are relayed. That is, these

ретрансляторы не позволяют увеличить общее количество каналов связи в сотовой системе.Repeaters do not allow to increase the total number of communication channels in the cellular system.

В соответствии с заявляемой полезной моделью, в систему сотовой связи вводятся новые сетевые элементы; радиоретранслятор с переносом канальной емкости (CTR - Capacity Transit Repeater) и базовая станция с ретрансляцией сигналов - BTS-R (BTS-Repeater).In accordance with the claimed utility model, new network elements are introduced into the cellular communication system; a radio transmitter with channel capacity transfer (CTR - Capacity Transit Repeater) and a base station with signal relay - BTS-R (BTS-Repeater).

Техническим результатом является расширение зоны покрытия сети связи при одновременном увеличении канальной емкости системы сотовой связи без увеличения количества базовых станций и связывающих их с контроллером радиорелейных или других линий связи и, как следствие, обеспечение снижения себестоимости системы сотовой связи в целом.The technical result is the expansion of the coverage area of the communication network while increasing the channel capacity of the cellular communication system without increasing the number of base stations and connecting them to the radio relay or other communication lines controller and, as a result, ensuring the reduction of the cost of the cellular communication system as a whole.

Техническим результатом является также расширение функциональных возможностей базовых станций за счет осуществления каждой из них функции ретрансляции дополнительной канальной емкости системы по радиоканалам ретрансляции на ретрансляторы с переносом канальной емкости системы.The technical result is also the expansion of the functionality of the base stations through the implementation of each of them the relay function of the additional channel capacity of the system on the radio channels of the relay to the relays with the transfer of the channel capacity of the system.

Кроме того, техническим результатом является перенос дополнительной канальной емкости системы в отдаленную соту системы.In addition, the technical result is the transfer of additional channel capacity of the system to a remote cell of the system.

Достигается это тем, что, система сотовой связи содержит взаимосвязанные между собой подсистему коммутации и подсистему базовых станций, которая включает в себя Q базовых станций, где Q - целое число, контроллер базовых станций и мобильные станции, связанные по радиоканалам рабочих частот системы сотовой связи с соответствующими базовыми станциями, при этом каждая базовая станция включает в себя последовательно связанные антенно-фидерный модуль рабочих частот, модуль цифровых приемопередатчиков рабочих частот и цифровой блок распределения и коммутации сообщений, первый вход-выход которого является первым входом-выходом базовой станции для подключения через соответствующую линию связи к контроллеру базовых станций, согласно первому изобретению, в подсистему базовых станций введены К групп This is achieved in that the cellular communication system contains interconnected switching subsystem and base station subsystem, which includes Q base stations, where Q is an integer, a base station controller and mobile stations connected via radio channels of the operating frequencies of the cellular communication system with the respective base stations, each base station includes a series-connected antenna-feeder module of the working frequencies, a module of digital transceivers of working frequencies and a digital distribution unit Nia and switching of messages whose first input-output of which is the first input-output of the base station for connection via a corresponding communication link to the base station controller according to the first invention, a base station subsystem introduced K groups

линейных ретрансляторов с переносом канальной емкости системы, а в состав, как минимум, одной базовой станции введен блок ретрансляции радиоканалов системы сотовой связи, взаимосвязанный своим первым входом-выходом, со вторым входом-выходом базовой станции для ее связи по радиоканалам на частотах ретрансляции с соответствующими ей группами ретрансляторов с переносом канальной емкости системы и своим вторым входом-выходом взаимосвязан с цифровым блоком, при этом каждая группа включает L промежуточных и М оконечных линейных ретрансляторов с переносом канальной емкости системы, взаимосвязанных между собой по радиоканалам на частотах ретрансляции, а на рабочих частотах взаимосвязанных с соответствующими мобильными станциями непосредственно или через дополнительный ретранслятор сигналов рабочих частот системы, где L≥0, М≥1, кроме того, блок ретрансляции радиоканалов системы сотовой связи содержит взаимосвязанные антенный модуль ретрансляции и модуль цифровых приемопередатчиков ретрансляции, причем вход-выход антенного модуля ретрансляции является первым входом-выходом блока ретрансляции радиоканалов системы, а вход-выход модуля цифровых приемопередатчиков ретрансляции является вторым входом-выходом блока ретрансляции радиоканалов системы, а также каждый промежуточный линейный ретранслятор с переносом канальной емкости системы содержит последовательно соединенные антенный модуль входящих радиоканалов ретрансляции, модуль N линейных приемопередатчиков ретрансляции, модуль линейных конверторов n радиоканалов ретрансляции в полосу рабочих частот, модуль линейных n приемопередатчиков рабочих частот и выходной антенный модуль рабочих частот, причем стыки ретранслируемых (N-n) радиоканалов модуля N линейных приемопередатчиков ретрансляции подключены через конвертор частот ретрансляции и модуль линейных приемопередатчиков (N-n) ретрансляции к антенному модулю (N-n) исходящих радиоканалов ретрансляции, где 1≤n≤N, кроме того, каждый linear repeaters with the transfer of the channel capacity of the system, and the structure of at least one base station includes a relay unit of the radio channels of the cellular communication system, interconnected by its first input-output, with a second input-output of the base station for its communication via radio channels at relay frequencies with the corresponding it groups of repeaters with the transfer of the channel capacity of the system and its second input-output is interconnected with a digital block, with each group includes L intermediate and M terminal linear repeaters ditch with the transfer of the channel capacity of the system, interconnected by radio channels at the relay frequencies, and at the working frequencies interconnected with the corresponding mobile stations directly or through an additional relay of the working frequency signals of the system, where L≥0, M≥1, in addition, the relay block of the radio channels A cellular communication system comprises interconnected antenna relay module and a digital relay transceiver module, the input-output of the antenna relay module being the first input the relay block of the radio channels of the system, and the input-output of the digital relay transceiver module is the second input / output of the relay block of the radio channels of the system, and each intermediate linear relay with the transfer of the channel capacity of the system contains a series antenna antenna of the incoming relay channels of the relay, module N of linear relay transceivers, module of linear converters of n radio channels for relaying to the operating frequency band, module of linear n transceivers working x frequencies and an output antenna module of operating frequencies, and the joints of the relayed (Nn) radio channels of the module N of the linear relay transceivers are connected via the relay frequency converter and the module of the linear transceivers (Nn) of the relay to the antenna module (Nn) of the outgoing radio channels of the relay, where 1≤n≤N In addition, each

оконечный линейный ретранслятор с переносом канальной емкости системы содержит последовательно соединенные антенный модуль входящих радиоканалов ретрансляции, модуль Р линейных приемопередатчиков, модуль Р линейных конверторов частот ретрансляции в полосу рабочих частот зоны покрытия оконечного линейного ретранслятора, модуль Р линейных приемопередатчиков полосы рабочих частот и выходной антенный модуль рабочих частот.The terminal linear repeater with the transfer of the channel capacity of the system comprises a series-connected antenna module of the incoming radio relay channels, module P of linear transceivers, module P of linear converters of frequencies of the relay to the operating frequency band of the coverage area of the terminal linear repeater, module P of linear transmitters of the operating frequency band and the output antenna module of working frequencies frequencies.

Кроме того, поставленный технический результат достигается тем, что базовая станция системы сотовой связи содержит последовательно связанные антенно-фидерный модуль рабочих частот, модуль цифровых приемопередатчиков рабочих частот и цифровой блок распределения и коммутации сообщений, первый вход-выход которого является первым входом-выходом базовой станции для подключения к контроллеру, согласно второму изобретению введен блок ретрансляции радиоканалов системы сотовой связи, первый вход-выход которого является антенным входом-выходом базовой станции для взаимодействия по радиоканалам на частотах ретрансляции, второй вход-выход взаимосвязан со вторым входом-выходом цифрового блока, а антенный вход-выход модуля является антенным входом-выходом базовой станции для ее связи на рабочих частотах с мобильными станциями, кроме того, блок ретрансляции радиоканалов системы сотовой связи содержит взаимосвязанные между собой антенный модуль ретрансляции и модуль цифровых приемопередатчиков ретрансляции, причем вход-выход антенного модуля ретрансляции является первым входом-выходом блока ретрансляции радиоканалов системы, а вход-выход модуля цифровых приемопередатчиков ретрансляции является вторым входом-выходом блока ретрансляции радиоканалов системы.In addition, the technical result is achieved by the fact that the base station of the cellular communication system contains serially connected antenna-feeder module of the working frequencies, a module of digital transceivers of working frequencies and a digital block for distribution and switching of messages, the first input-output of which is the first input-output of the base station for connecting to a controller, according to the second invention, a relay unit of radio channels of a cellular communication system is introduced, the first input-output of which is an antenna input-output the base station for interacting over radio channels at relay frequencies, the second input-output is interconnected with the second input-output of the digital unit, and the antenna input-output of the module is the antenna input-output of the base station for its communication at operating frequencies with mobile stations, in addition, the relay unit of the radio channels of the cellular communication system contains interconnected antenna relay module and a digital relay transceiver module, the input-output of the antenna relay module being the first swing-out block radio relay system, and input-output of the module of digital transceivers of retransmission is second input-output of the retransmission unit of radio channels of the system.

Кроме того, поставленный технический результат достигается, тем, что линейный ретранслятор с переносом канальной емкости системы связи содержит последовательно соединенные антенный модуль входящих In addition, the technical result achieved is achieved by the fact that the linear repeater with the transfer of the channel capacity of the communication system contains serially connected antenna module

радиоканалов ретрансляции, модуль N линейных приемопередатчиков ретрансляции, модуль линейных конверторов n радиоканалов ретрансляции в полосу рабочих частот, модуль линейных n приемопередатчиков рабочих частот и выходной антенный модуль рабочих частот, причем стыки ретранслируемых (N-n) радиоканалов модуля N линейных приемопередатчиков ретрансляции подключены через конвертор частот ретрансляции и модуль (N-n) линейных приемопередатчиков ретрансляции к антенному модулю (N-n) исходящих радиоканалов ретрансляции, где 0≤n<N.radio relay channels, module N of linear relay transceivers, module of linear converters of n radio channels of relay to the operating frequency band, module of linear n transceivers of working frequencies and output antenna module of working frequencies, and the joints of the relayed (Nn) radio channels of module N of linear relay transceivers are connected via the frequency converter of the relay and a module (Nn) of linear relay transceivers to an antenna module (Nn) of the outgoing relay channels of the relay, where 0≤n <N.

Сущность полезной модели заключается в том, что выполнение заявляемой системы и ее главных узлов вышеописанным образом позволяет обеспечить такой режим работы, при котором увеличивается зона покрытия усовершенствованной базовой станции с одновременным увеличением общей канальной емкости системы сотовой связи. В результате этого число необходимых базовых станций и связывающих их радиорелейных линий связи в системе сотовой связи существенно сокращается, что значительно удешевляет систему в целом.The essence of the utility model lies in the fact that the implementation of the inventive system and its main nodes in the manner described above allows you to provide such a mode of operation, which increases the coverage area of the improved base station with a simultaneous increase in the total channel capacity of the cellular communication system. As a result of this, the number of necessary base stations and radio-relay communication lines connecting them in a cellular communication system is significantly reduced, which significantly reduces the cost of the system as a whole.

Сравнение предложенных технических решений с известными позволяет утверждать о соответствии полезной модели критерию «новизна».A comparison of the proposed technical solutions with the known ones allows us to assert that the utility model meets the criterion of "novelty."

Предварительные испытания подтверждают возможность широкого промышленного использования.Preliminary tests confirm the possibility of wide industrial use.

На фиг.1 и фиг.2 представлены функциональные блок-схемы заявляемой системы сотовой связи и ее узлов.Figure 1 and figure 2 presents the functional block diagram of the inventive cellular communication system and its nodes.

Система сотовой связи содержит взаимосвязанные между собой подсистему 1 базовых станций и подсистему 2 коммутации. Подсистема 1 влкючает в себя Q базовых станций 3-1,...3-Q, где Q - целое число, контроллер 4 базовых станций и мобильные станции 5, связанные по радиоканалам рабочих частот системы сотовой связи с соответствующими базовыми станциями.The cellular communication system contains interconnected subsystem 1 of the base stations and subsystem 2 switching. Subsystem 1 includes Q base stations 3-1, ... 3-Q, where Q is an integer, a controller 4 of the base stations and mobile stations 5 connected via radio channels of the operating frequencies of the cellular communication system to the corresponding base stations.

Каждая базовая станция 3-i включает в себя последовательно связанные антенно-фидерный модуль 7 рабочих частот, модуль 8 цифровых приемопередатчиков рабочих частот и цифровой блок 9 распределения и коммутации сообщений, первый вход-выход которого является входом-выходом связи базовой станции с контроллером базовых станций через соответствующую линию 10 связи.Each base station 3-i includes a series-connected antenna-feeder module 7 operating frequencies, a module 8 of digital transceivers of working frequencies and a digital block 9 distribution and switching messages, the first input-output of which is the input-output communication of the base station with the base station controller through the corresponding communication line 10.

Особенностью системы является то, что в подсистему 1 базовых станций введены К групп 11,...11-К линейных ретрансляторов с переносом канальной емкости системы, а в состав, как минимум, одной базовой станции 3-i введен блок 12 ретрансляции радиоканалов системы сотовой связи, взаимосвязанный своим первым входом-выходом с антенным входом-выходом базовой станции 3-i для ее связи по радиоканалам на частотах ретрансляции с соответствующими ей группами ретрансляторов с переносом канальной емкости системы и своим вторым входом-выходом взаимосвязан с цифровым блоком 9. Антенный вход-выход модуля 7 является антенным входом-выходом базовой станции для ее связи на рабочих частотах с мобильными станциями 5. Предпочтительно каждая группа 11-j включает L промежуточных линейных ретрансляторов 13-1,...13-L с переносом канальной емкости cистемы и М оконечных линейных ретрансляторов 14-1,...14-М с переносом канальной емкости системы, взаимосвязанных между собой по радиоканалам на частотах ретрансляции, а на рабочих частотах взаимосвязанных с соответствующими мобильными станциями 5 непосредственно или через дополнительный ретранслятор 6 сигналов рабочих частот системы, где L≥0, М≥1.A feature of the system is that K groups 11, ... 11-K linear repeaters with transfer of the channel capacity of the system are introduced into subsystem 1 of the base stations, and a block 12 of relaying radio channels of the cellular system is included in the composition of at least one base station 3-i communication, interconnected by its first input-output with antenna input-output of the base station 3-i for its communication via radio channels at relay frequencies with its corresponding groups of repeaters with the transfer of the channel capacity of the system and its second input-output is interconnected with qi unit 9. The antenna input-output of module 7 is the antenna input-output of the base station for its communication at operating frequencies with mobile stations 5. Preferably, each group 11-j includes L intermediate linear repeaters 13-1, ... 13-L with by transferring the channel capacity of the system and M terminal linear repeaters 14-1, ... 14-M with transferring the channel capacity of the system, interconnected via radio channels at relay frequencies, and at operating frequencies interconnected directly with the corresponding mobile stations 5 an additional repeater 6 of signals the system operating frequencies where L≥0, M≥1.

Блок 12 ретрансляции радиоканалов системы сотовой связи содержит взаимосвязанные антенный модуль 15 ретрансляции и модуль 16 цифровых приемопередатчиков ретрансляции, причем вход-выход антенного модуля 15 ретрансляции является первым входом-выходом блока 12 ретрансляции радиоканалов системы, а вход-выход модуля 16 цифровых The radio channel relay unit 12 of the cellular communication system comprises an interconnected relay antenna module 15 and a digital relay transceiver module 16, the input / output of the relay antenna module 15 being the first input-output of the system radio relay unit 12 and the input / output of the digital module 16

приемопередатчиков ретрансляции является вторым входом - выходом блока 12 ретрансляции радиоканалов системы.the relay transceivers is the second input - the output of the relay unit 12 of the radio channels of the system.

Каждый промежуточный линейный ретранслятор 13-q с переносом канальной емкости системы содержит последовательно соединенные антенный модуль 17 с N входящими радиоканалами ретрансляции, модуль 18 с N линейными приемопередатчиками ретрансляции, модуль 19 линейных конверторов n радиоканалов ретрансляции в полосу рабочих частот, модуль 20 с n линейными приемопередатчиками рабочих частот и выходной антенный модуль 21 рабочих частот, причем стыки (входы-выходы) 22 ретранслируемых (N-n) радиоканалов модуля 18 линейных N приемопередатчиков ретрансляции подключены через конвертор 23 частот ретрансляции и модуль 24 с (N-n) линейными приемопередатчиками ретрансляции к антенному модулю 25 с (N-n) исходящими радиоканалами ретрансляции, где 1≤n<N.Each intermediate linear relay 13-q with the transfer of the channel capacity of the system contains a series-connected antenna module 17 with N incoming relay radio channels, a module 18 with N linear relay transceivers, a module 19 of linear converters of n radio channels of relaying to the operating frequency band, and a module 20 with n linear transceivers operating frequencies and the output antenna module 21 operating frequencies, and the joints (inputs / outputs) 22 of the relayed (Nn) radio channels of the module 18 linear N relay transceivers p They are connected through a relay 23 converter and a module 24 s (N-n) by linear transceivers of relay to an antenna module 25 s (N-n) outgoing radio channels of a relay, where 1≤n <N.

Каждый оконечный линейный ретранслятор 14-ε с переносом канальной емкости системы содержит последовательно соединенные антенный модуль 26 с Р входящими радиоканалами ретрансляции, модуль 27 с Р линейными приемопередатчиками, модуль 28 с Р линейными конверторами частот ретрансляции в полосу рабочих частот зоны покрытия оконечного линейного ретранслятора 14-ε, модуль 29 с Р линейными приемопередатчиками полосы рабочих частот и выходной антенный модуль 30 сигналов рабочих частот.Each 14-ε terminal linear repeater with channel capacity transfer of the system contains aerial module 26 connected in series with P incoming relay channels, module 27 with P linear transceivers, module 28 with P linear converters of relay frequencies to the operating frequency band of the coverage area of the terminal linear repeater 14- ε, module 29 with P linear transceivers of the working frequency band and the output antenna module 30 of the working frequency signals.

Линейный ретранслятор с переносом канальной емкости системы связи может выполнять функции промежуточного или оконечного линейного ретранслятора 13-q или 14-ε и в общем виде содержит последовательно соединенные антенный модуль 17 N входящих радиоканалов ретрансляции, модуль 18 N линейных приемопередатчиков ретрансляции, модуль 19 линейных конверторов n радиоканалов ретрансляции в полосу рабочих частот, модуль 20 n линейных приемопередатчиков рабочих частот и выходной антенный модуль 21 The linear repeater with the transfer of the channel capacity of the communication system can perform the functions of an intermediate or terminal linear repeater 13-q or 14-ε and in general contains a series-connected antenna module 17 N of incoming radio relay channels, module 18 N of linear relay transceivers, module 19 of linear converters n radio channels relaying to the operating frequency band, module 20 n of linear transceivers of operating frequencies and output antenna module 21

рабочих частот. Стыки (входы-выходы) 22 (N-n) ретранслируемых радиоканалов модуля 18 N линейных приемопередатчиков ретрансляции подключены через конвертор 23 частот ретрансляции и модуль 24 (N-n) линейных приемопередатчиков ретрансляции к антенному модулю 25 (N-n) исходящих радиоканалов ретрансляции, где 1≤n<N.working frequencies. The joints (inputs / outputs) 22 (Nn) of the relayed radio channels of the module 18 N linear relay transceivers are connected through the converter 23 of the relay frequencies and the module 24 (Nn) of linear relay transceivers to the antenna module 25 (Nn) of the outgoing relay channels, where 1≤n <N .

Антенный вход-выход антенного модуля 17 является антенным входом-выходом входящих радиоканалов ретрансляции линейного ретранслятора 13-q, антенный вход-выход модуля 21 является антенным входом-выходом рабочих частот линейного ретранслятора 13-q, а антенный вход-выход модуля 25 является антенным входом-выходом исходящих радиоканалов ретрансляции линейного ретранслятора 13-q.The antenna input-output of the antenna module 17 is the antenna input-output of the incoming radio relay channels of the linear repeater 13-q, the antenna input-output of module 21 is the antenna input-output of the operating frequencies of the linear repeater 13-q, and the antenna input-output of module 25 is the antenna input -output of the outgoing radio channels of the relay of the linear repeater 13-q.

Антенный вход-выход модуля 26 является антенным входом-выходом входящих радиоканалов ретрансляции оконечного линейного ретранслятора 14-ε, а антенный вход-выход антенного модуля 30 является антенным входом-выходом рабочих частот линейного ретранслятора 14-ε. The antenna input-output of module 26 is the antenna input-output of the incoming radio channels of the relay of the terminal end repeater 14-ε, and the antenna input-output of the antenna module 30 is the antenna input-output of the operating frequencies of the linear repeater 14-ε.

Система работает следующим образомThe system works as follows

Сигнал рабочей частоты от мобильной станции 5 принимается антенной модуля 7 и через приемный тракт приемопердатчика модуля 8 поступает в цифровой блок 9 для цифровой обработки сообщений (демодуляции, декодирования, коммутации и др.) и далее через интерфейс A-bis поступает по линии 10 связи на контроллер 4 базовых станций. Последний контролирует соединения между базовыми станциями и подсистемой 2 коммутации, управляет распределением радиоканалов, регулирует их очередность, определяет очередность передачи сообщений персонального вызова и др..The working frequency signal from the mobile station 5 is received by the antenna of module 7 and through the receiving path of the transceiver of module 8 is supplied to the digital block 9 for digital processing of messages (demodulation, decoding, switching, etc.) and then through the A-bis interface it is transmitted via communication line 10 to controller of 4 base stations. The latter controls the connections between the base stations and the subsystem 2 switching, controls the distribution of radio channels, adjusts their order, determines the order of transmission of personal call messages, etc.

Подсистема 1 коммутации включает центр коммутации (на фиг.1 и фиг.2 отсутствует), который выполняет функцию коммутации, необходимую для мобильной станции 5 (мобильного абонента), находящейся в зоне подсистемы, и устанавливает соединение к мобильному абоненту и от него, The subsystem 1 switching includes a switching center (in figure 1 and figure 2 is missing), which performs the switching function necessary for the mobile station 5 (mobile subscriber) located in the zone of the subsystem, and establishes a connection to and from the mobile subscriber,

а также оказывает соответствующие услуги по доставке информации, предоставление связи и дополнительные услуги.and also provides related services for the delivery of information, the provision of communications and additional services.

Передача сообщений в сторону мобильной станции (мобильного абонента) происходит в обратном порядке.Messages are sent to the mobile station (mobile subscriber) in the reverse order.

Мобильные абоненты, находящиеся за пределами зоны действия базовой станции (ее антенно-фидерного модуля 7), взаимодействуют с ближайшим к ним линейным ретранслятором 13-q или 14-ε одной из групп 11-j. При взаимодействии мобильного абонента, например, с оконечным линейным ретранслятором 14-М (фиг.2), последний принимает от него сигнал на рабочей частоте, преобразует этот сигнал на частоту ретрансляции и передает последовательно через ряд линейных промежуточных ретрансляторов 13-L→13-(L-1)→...→13-1 на антенный вход-выход соответствующей базовой станции 3-i, к которому подключен первый вход-выход блока 12 ретрансляции радиоканалов системы сотовой связи. Следует отметить, что каждый из промежуточных ретрансляторов 13-1,...13-L изменяет частоту ретрансляции при передаче сигнала для обеспечения нормальных режимов работы приемопередатчиков (исключения самовозбуждения приемопередатчиков).Mobile subscribers located outside the coverage area of the base station (its antenna-feeder module 7) interact with the 13-q or 14-ε linear repeater of one of the 11-j groups closest to them. When a mobile subscriber interacts, for example, with a 14-M terminal line repeater (Fig. 2), the latter receives a signal from it at the operating frequency, converts this signal to the relay frequency, and transmits it sequentially through a series of linear intermediate repeaters 13-L → 13- ( L-1) → ... → 13-1 to the antenna input-output of the corresponding base station 3-i, to which the first input-output of the relay unit 12 of the radio channels of the cellular communication system is connected. It should be noted that each of the intermediate repeaters 13-1, ... 13-L changes the frequency of the relay when transmitting the signal to ensure normal operation of the transceivers (excluding self-excitation of the transceivers).

Сигнал, поступивший в блок 12 ретрансляции на антенный модуль 15 ретрансляции, далее через приемный тракт модуля 16 цифровых приемопередатчиков ретрансляции поступает на второй вход-выход блока 9 распределения и коммутации сообщений и через его первый вход-выход по линии 10 связи на контроллер 4, и далее в подсистему 2 коммутации.The signal received by the relay unit 12 to the relay antenna module 15, then through the receiving path of the digital relay transceiver module 16 is fed to the second input-output of the message distribution and switching unit 9 and through its first input-output via the communication line 10 to the controller 4, and further to subsystem 2 switching.

С сигналом в сторону мобильного абонента от подсистемы 2 коммутации производятся преобразования аналогично вышеописанным в обратном порядке.With the signal towards the mobile subscriber from the switching subsystem 2, transformations are performed similarly to the above in the reverse order.

Следует отметить особенности работы промежуточного и оконечного линейных ретрансляторов 13-q и 14-ε. На вход первого промежуточного линейного ретранслятора 13-1 на его антенный модуль 17 поступает N радиоканалов на частотах ретрансляции. Далее через приемный тракт It should be noted that the operation of the intermediate and terminal linear repeaters 13-q and 14-ε. The input of the first intermediate linear repeater 13-1 to its antenna module 17 receives N radio channels at the frequencies of the relay. Further through the receiving path

модуля 18 на модуль 19 линейных конверторов поступают сигналы ответвляемых n радиоканалов на частотах ретрансляции, которые преобразуются в нем в диапазон рабочих частот и через модуль 20 линейных n приемопередатчиков рабочих частот и антенный модуль 21 рабочих частот поступают на мобильную станцию 5. Остальные N-n радиоканалы на частотах ретрансляции с выхода модуля 18 поступают на дальнейшую ретрансляцию через конвертор 23 и модуль 24 к антенному модулю 25 (N-n) исходящих радиоканалов ретрансляции.module 18 to the module 19 of linear converters receives the signals of branching n radio channels at relay frequencies, which are converted into a range of operating frequencies and through module 20 of linear n transceivers of operating frequencies and antenna module 21 of operating frequencies are transmitted to mobile station 5. The remaining Nn radio channels at frequencies Relays from the output of module 18 are sent to further relay through the converter 23 and module 24 to the antenna module 25 (Nn) of the outgoing radio relay channels.

На следующий промежуточный линейный ретранслятор 13-2 поступает N-n входящих радиоканалов ретрансляции, а на последний оконечный линейный ретранслятор 14-М поступает от последнего промежуточного ретранслятора 13-L остаток канальной емкости группы 11-j в виде Р входящих радиоканалов ретрансляции. Эти сигналы через антенный модуль 26 входящих радиоканалов ретрансляции и модуль 27 поступают на модуль 28, который переносит их в диапазон рабочих частот. Далее сформированные сигналы рабочих частот поступают через модуль 29 на антенный модуль 30 рабочих частот, который взаимосвязан на рабочих частотах с соответствующими мобильными станциями 5, непосредственно или через ретранслятор 6 рабочих сигналов.The next intermediate line repeater 13-2 receives N-n incoming relay channels, and the last terminal line repeater 14-M receives from the last intermediate relay 13-L the remainder of the channel capacity of group 11-j in the form of P incoming radio relay channels. These signals are transmitted through the antenna module 26 of the incoming radio relay channels and module 27 to module 28, which transfers them to the operating frequency range. Next, the generated working frequency signals are transmitted through module 29 to the antenna module 30 of the working frequencies, which is interconnected at the working frequencies with the corresponding mobile stations 5, directly or through the relay 6 of the working signals.

Например, в действующих сетях сотовой связи радиопокрытие транспортных магистралей обычно осуществляется по линейной схеме за счет последовательного размещения стандартных базовых станций с башнями высотой около 70 м на расстоянии друг от друга 15÷20 км. В то же время при использовании только одной усовершенствованной базовой станции «BTS-R» и трех ретрансляторов CTR (двух 13-q и одного 14-ε), согласно полезной модели, протяженность зоны покрытия магистрали может составить 45÷60 км, если связь осуществляется в одну сторону от базовой станции 3-i и соответственно, еще 45-60 км, если связь по трассе осуществляется в двух направлениях от «BTS-R» (при этом необходимо установить дополнительно три ретранслятора CTR).For example, in existing cellular communication networks, radio coverage of transport routes is usually carried out according to a linear scheme due to the sequential placement of standard base stations with towers about 70 m high at a distance of 15 ÷ 20 km from each other. At the same time, when using only one advanced BTS-R base station and three CTR repeaters (two 13-q and one 14-ε), according to the utility model, the length of the coverage area of the trunk can be 45–60 km, if communication is carried out one way from the base station 3-i and, accordingly, another 45-60 km if the communication on the highway is carried out in two directions from BTS-R (in addition, three additional CTR repeaters must be installed).

Реально на магистралях к одной базовой станции 3-i могут быть подключены две группы 11-j линейных ретрансляторов для обеспечения двухсторонней радиоретрансляции сигналов, и удвоения зоны покрытия вдоль магистрали. Для рассматриваемого примера сети GSM с тремя участками ретрансляции вдоль магистрали по обе стороны от базовой станции 3-i протяженность зоны покрытия удваивается и может составить 90÷120 км. В этом случае базовые станции 3-i, связанные через волоконно-оптические, радиорелейные или другие каналы связи с контроллером базовых станций, могут размещаться вдоль магистралей на расстоянии до 90÷120 км друг от друга, при этом от нескольких до десятков раз может сокращаться количество арендованных или собственных для оператора различного рода каналов связи, базовая станция - контроллер.Actually, on the highways, two groups of 11-j linear repeaters can be connected to one 3-i base station to provide two-way radio relay of signals, and to double the coverage area along the highway. For the considered example of a GSM network with three relay sections along the trunk on either side of base station 3-i, the length of the coverage zone doubles and can reach 90 ÷ 120 km. In this case, the 3-i base stations connected via fiber-optic, radio-relay or other communication channels with the base station controller can be placed along the highways at a distance of 90 ÷ 120 km from each other, while the number can be reduced by several to tens of times leased or own for the operator various communication channels, the base station is the controller.

Схема взаимодействия базовой станции 3-i с контроллером 4 остается стандартной, но сокращается количество базовых станций.The interaction scheme of the base station 3-i with the controller 4 remains standard, but the number of base stations is reduced.

Следует отметить, в предложенных структурах системы с ретрансляцией сигналов вдоль магистралей возможно эффективно применить повторное использование номиналов частот ретрансляции через два-три интервала - 2÷3 R, что позволяет существенно повысить эффективность использования спектра частот на каналах ретрансляции.It should be noted that in the proposed structures of a system with relaying signals along highways, it is possible to effectively reuse the nominal frequencies of the relay through two or three intervals - 2 ÷ 3 R, which can significantly increase the efficiency of using the frequency spectrum on the relay channels.

Важно, что ретрансляторы 13-q и 14-ε имеют значительно меньшие габариты по сравнению со стандартными базовыми станциями «BTS» и могут размещаться непосредственно рядом с антеннами на вершине башни. В этом случае отсутствуют длинные фидеры, и соответствующее затухание сигналов, что увеличивает дальность связи между мобильной станцией и ретрансляторами на рабочих частотах по сравнению со стандартной BTS.It is important that the 13-q and 14-ε repeaters are significantly smaller than the standard BTS base stations and can be placed directly next to the antennas at the top of the tower. In this case, there are no long feeders, and corresponding signal attenuation, which increases the communication range between the mobile station and the repeaters at the operating frequencies compared to the standard BTS.

Замена ряда базовых станций (BTS) на ретрансляторы 13-q и 14-ε с переносом емкости и размещение их на башне позволяет создать типовые экономичные проектные решения, уйти от необходимости аренды помещений или установки контейнеров, значительно сократить затраты на развитие и эксплуатацию сети.Replacing a number of base stations (BTS) with 13-q and 14-ε repeaters with capacity transfer and placing them on the tower allows you to create typical cost-effective design solutions, get away from the need to rent premises or install containers, and significantly reduce the cost of developing and operating the network.

В рассматриваемом случае места установки базовых станций могут привязываться к собственным транспортным, например, оптоволоконным сетям оператора сотовой связи или к сетям действующих операторов фиксированной и спутниковой системы связи.In this case, the installation sites of base stations can be tied to their own transport, for example, fiber-optic networks of a mobile operator or to the networks of existing operators of a fixed and satellite communication system.

В соответствии с заявляемой полезной моделью каналы ретрансляции между базовой станцией 3-i и ретрансляторами (CTR), а также между отдельными CTR, могут строиться не только на основе собственного частотного ресурса системы мобильной связи, но и в других диапазонах частот, ориентированных на беспроводную передачу данных (например, Wi-Мах в диапазонах 2,5ГГц; 3,3 ГГц; 5,6 ГГц; 10,5 ГГц и др.). Это - наиболее общий и самый перспективный вариант реализации полезной модели, когда блок 12 ретрансляции радиоканалов использует частоты за пределами полосы частот, выделенной для мобильной связи.In accordance with the claimed utility model, relay channels between the 3-i base station and repeaters (CTR), as well as between individual CTRs, can be built not only on the basis of the own frequency resource of the mobile communication system, but also in other frequency ranges oriented to wireless transmission data (for example, Wi-Max in the 2.5 GHz bands; 3.3 GHz; 5.6 GHz; 10.5 GHz, etc.). This is the most common and most promising embodiment of the utility model, when the block 12 relay radio channels uses frequencies outside the frequency band allocated for mobile communications.

За счет этого можно значительно увеличить потоки нагрузки (число абонентов) при обеспечении непрерывных по площади зон радиопокрытия.Due to this, it is possible to significantly increase the load flows (the number of subscribers) while ensuring continuous coverage areas.

Таким образом, в предложенных технических решениях достигается поставленный технический результат.Thus, the proposed technical solutions achieve the technical result.

Claims

1. A cellular communication system comprising interconnected subsystem 2 switching and subsystem 1 base stations, which includes Q base stations 3-1 ... 3-Q, where Q is an integer interconnected with the controller 4 base stations, and mobile stations 5 connected via radio channels of the operating frequencies of the cellular communication system with the antenna input-output of the operating frequencies of the respective base stations, characterized in that K groups 11-1 ... 11-K of linear repeaters with channel capacity transfer are introduced into the subsystem 1 of the base stations systems where K - c a number, and the structure of at least one base station 3-i includes a relay unit 12 for relaying radio channels of a cellular communication system, the first input-output of which is the antenna input-output link of the base station via radio channels at relay frequencies with the corresponding groups of linear repeaters 11 -1 ... 11-K with the transfer of the channel capacity of the system.

2. The system according to claim 1, characterized in that at least one base station 3-i contains sequentially connected antenna-feeder module 7 operating frequencies, module 8 of digital transceivers of operating frequencies and digital block 9 distribution and switching messages, the first input the output of which is the input-output of the relationship of the base station with the controller, the second input-output is connected to the second input-output of the relay unit 12 of the radio channels of the cellular communication system, and the antenna input-output of module 7 is the antenna input-output of the base station To its communication at operating frequencies with mobile stations 5.

3. The system according to claim 1, characterized in that each group of linear repeaters with channel capacity transfer of the system contains L intermediate linear repeaters 13-1 ... 13-L with channel capacity transfer of the system and M terminal linear repeaters 14-1 .. .14-M with the transfer of the channel capacity of the system, interconnected via radio channels at relay frequencies, and at operating frequencies interconnected with the corresponding mobile stations 5 directly or through an additional relay 6 of the system operating frequency signals, at m L≥0, M≥0.

4. The system according to claim 1, characterized in that the relay unit 12 of the radio channels of the cellular communication system contains an interconnected antenna relay module 15 and a digital relay transceiver module 16, the input / output of the relay antenna module 15 being the first input-output of the relay block 12 of the system’s radio channels and the input-output of the digital relay transceiver module 16 is the second input-output of the relay unit 12 of the radio channels of the system.

5. The system according to claim 3, characterized in that each intermediate linear relay 13-q with transfer of the channel capacity of the system comprises a series-connected antenna module 17 N of incoming radio relay channels, a module of 18 N linear relay transceivers, a module 19 of linear converters of n radio relay channels in operating frequency band, module 20 of linear n operating transceivers and antenna module 21 of operating frequencies, and the joints 22 of relayed (Nn) radio channels of module 18 N of linear transceivers of relay and are connected via a relay 23 converter and a relay module 24 (N-n) of linear relay transceivers to an antenna module 25 (N-n) of the outgoing relay channels, where 1 <n <N, 0≤q≤L.

6. The system according to claim 3, characterized in that each terminal linear repeater 14-ε by transferring the channel capacity of the system comprises a series-connected antenna module 26 P of the incoming radio relay channels, a module 27 P of linear transceivers, a module 28 P of linear converters of relay frequencies in the working band frequencies of the coverage area of the terminal end-repeater 14-ε, the module 29 P linear transceivers of the operating frequency band and the output antenna module 30 operating frequencies.

7. A base station of a cellular communication system comprising serially connected antenna-feeder module 7 of operating frequencies, a module 8 of digital transceivers of operating frequencies and a digital block 9 for distributing and switching messages, the first input-output of which is the input-output of the base station for connection to the controller, characterized in that the unit 12 of relaying the radio channels of the cellular communication system is introduced, the first input-output of which is the antenna input-output of the base station for interaction via radio channels at the frequencies of the retre On the other hand, the second input-output is interconnected with the second input-output of the digital unit 9, and the antenna input-output of module 7 is the antenna input-output of the base station for its communication at operating frequencies with mobile stations.

8. The base station according to claim 7, characterized in that the relay unit 12 of the radio channels of the cellular communication system comprises interconnected antenna relay module 15 and a digital relay transceiver module 16, the input-output of the relay antenna module 15 being the first input-output of block 12 relay of the system’s radio channels, and the input-output of the digital relay transceiver module 16 is the second input-output of the system’s relay channel 12.

9. Linear repeater with the transfer of the channel capacity of the communication system, characterized in that it contains a series-connected antenna module 17 N incoming relay radio channels, module 18 N linear relay transceivers, module 19 linear converters n radio channels relaying to the operating frequency band, module 20 linear n transceivers of working frequencies and an output antenna module 21 of working frequencies, and the joints (inputs / outputs) 22 (Nn) of the relayed radio channels of the module 18 N of linear transceivers of relay connected via a relay 23 converter and a relay module 24 (Nn) of linear relay transceivers to an antenna module 25 (Nn) of the outgoing relay channels, where 0≤n≤N.